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1、加強中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的幾點建議從近幾年中考實驗試卷談起山東省梅州市金山分校張祥勇摘要：本文針對目前中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)況，按照理科綜合考試的發(fā)展趨勢和素養(yǎng)教育的要求，結(jié)合自身教學(xué)實踐，提出強化中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的幾點建議。關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗教學(xué)；中考；實驗基本功；設(shè)計和完成實驗的能力楊振寧是一位理論化學(xué)學(xué)家，但他對化學(xué)實驗和實驗教學(xué)十分注重，曾給數(shù)學(xué)通報寫了一則題字：“物理學(xué)是以實驗為本的科學(xué)”，這一精辟闡述抒發(fā)了數(shù)學(xué)學(xué)界的共同看法。近些年來，楊振寧在對國外數(shù)學(xué)教育做了大量考察后強調(diào)，中國的數(shù)學(xué)教學(xué)有一個傾向，雖然人認為數(shù)學(xué)就是邏輯。他覺得化學(xué)學(xué)不單是國外學(xué)院中“四大熱學(xué)”這樣的骨干，還應(yīng)是有血有肉
2、的，還應(yīng)和實驗、現(xiàn)象、實際聯(lián)系在一起。在數(shù)學(xué)學(xué)的發(fā)展過程中，實驗起過重要作用，現(xiàn)今正在起著、將來必將也起著重要的作用，這一點對于化學(xué)學(xué)家大約是沒有爭辯的。并且在目前中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，我們倍感，化學(xué)實驗尚未得到充分的注重，化學(xué)實驗教學(xué)還有待進一步強化，其實其中有多方面的誘因。本文針對近幾年中考化學(xué)實驗試卷和中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)況的進行剖析，提出自己的強化中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的對策和建議，與同行班主任一起研究闡述。一、對近幾年全省中考化學(xué)實驗試卷（廣州卷）的剖析中考化學(xué)在考查知識的同時，著重考查能力，通過考查知識及其運用來分辨考生能力的高低，并把對能力的考察置于首要位置。目前，中考化學(xué)科要考查的能力主要包括
3、以下五種能力：理解能力、推理能力、分析綜合能力、應(yīng)用物理處理數(shù)學(xué)問題的能力、實驗?zāi)芰?。考試大綱對實驗?zāi)芰ψ隽嗣魑囊螅骸澳塥毩⒌赝瓿芍R內(nèi)容表中所列的實驗，能明晰實驗?zāi)康模芾斫鈱嶒炘砗图记?，能控制實驗條件，會使用儀器，會觀察、分析實驗現(xiàn)象，會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，并得出推論，對推論進行剖析和評價；能發(fā)覺問題、提出問題，并擬定解決方案；能運用已學(xué)過的數(shù)學(xué)理論、實驗技巧和實驗儀器去處理問題，包括簡單的設(shè)計性實驗?！边@個要求近幾年沒有如何改變。從我們浙江省的中考情況來看，每年基本都有兩道實驗題。2005至2007年，全省中考化學(xué)試卷（廣州卷）中實驗題20分，占試題總分（150分）的133%；20
4、08、2009年實驗題24分，占試題總分（150分）的16%；2010年廣州文綜試題中數(shù)學(xué)實驗題18分，占化學(xué)部份總分（100分）的18%，這個分值和所占比列跟其他省市的相當(dāng)接近?？梢娺B續(xù)多年中考化學(xué)實驗的題型基本穩(wěn)定，所占比重日漸上升。涵括這幾份試卷，我覺得還具有以下3個基本特征：1實驗基本技能幾乎每年必考。諸如“讀數(shù)”的考查概率相當(dāng)高，2007年、2009年考了螺旋測微器的讀數(shù)。2不排除考查教材中基本的中學(xué)生實驗。通常來說，熱學(xué)實驗就是考儀器選擇、連線、誤差剖析；熱學(xué)實驗考打點計時器就一定考速率、加速度的檢測。諸如2007年、2010年考了“研究勻變速直線運動”，用打點計時器來研究物體的運動
5、，通過剖析紙帶求速率、加速度等化學(xué)量。3通過中學(xué)生實驗的延展與拓展，突出了對中學(xué)生的設(shè)計和完成實驗?zāi)芰Φ目疾?。諸如2008年考了“利用直流恒流電源和電流表探究一種熱敏內(nèi)阻的氣溫特點”，2009年考了“利用電壓表和內(nèi)阻箱探究一種金屬絲的內(nèi)阻率”，2010年考了“利用電流表和內(nèi)阻箱測定干電瓶的電動勢和電阻”。這類題目具有挺好的分辨度，能把不同層次的考生區(qū)分開來?？梢哉f化學(xué)實驗的重要性通過高考試題得到較好的彰顯，中學(xué)生的創(chuàng)新思維與實驗?zāi)芰νㄟ^中考實驗設(shè)計也能得到挺好的考查。再對照其他省市的中考試卷，也才能見到這種特征，這也是我們的進行實驗教學(xué)的一個方向。二、目前中學(xué)數(shù)學(xué)實驗教學(xué)的一些情況這五年我在高五級擔(dān)
6、任化學(xué)科教學(xué)工作高中物理實驗改進，每次測試結(jié)果下來后，中學(xué)生在實驗題的完成情況都是我剖析的重點。下邊列出了中學(xué)生常常出錯的4種情況，從中就才能看出一些問題：（1）對“有效數(shù)字”相關(guān)的運算或計算,答對率很低。有的朋友是把“保留兩位有效數(shù)字”理解為“小數(shù)后兩位”，而運算部份則常常出現(xiàn)單位的換算、數(shù)量級的運算錯誤等。（2）沒能把握好螺旋測微器、游標(biāo)千分表、毫米刻度尺等檢測工具的使用技巧。有的中學(xué)生對檢測工具的結(jié)構(gòu)原理不了解,給出莫名其妙的讀數(shù)。大部份中學(xué)生的主要問題是分不清楚檢測數(shù)據(jù)估讀到哪一位。像螺旋測微器的讀數(shù)，時常出現(xiàn)了“021mm”、“110mm”等讀數(shù)。（3）無法挺好把握電壓表、電壓表、滑動變阻器等實驗儀器的使用方
7、法,表現(xiàn)下來就是實驗的連線和讀數(shù)出錯率很高。比如考查聯(lián)接實物圖的時侯，常常就有中學(xué)生把線聯(lián)接到滑動變阻器的滑片上。（4）與紙帶有關(guān)的檢測問題,這類題目從初一開始就做實驗，并常常講和練，但中學(xué)生依然常常出錯。比如在“利用紙帶求加速度”的實驗題中，中學(xué)生答題時用“計算各段加速度求平均值”代替“逐差法”，或只估算一段，反映出中學(xué)生不理解“逐差法”的作用。好多次測試的結(jié)果都表明，初三中學(xué)生的實驗?zāi)芰κ莻€短板，實驗的基本技能仍然把握不到位，設(shè)計和完成實驗的能力更亟需提升，對普通中學(xué)生來說設(shè)計型的實驗題“滿臉殺氣”、“望而生畏”。出現(xiàn)此類情況，我覺得主要誘因是：目前實驗教學(xué)中還普遍存在著教學(xué)方式簡單化、實驗過程方式化
8、、實驗結(jié)果惟一化的現(xiàn)象，中學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、實驗技巧、探究能力得不到預(yù)期的培養(yǎng)，進而造成中學(xué)生實驗設(shè)計能力普遍較弱。另外，大部份省市采用“小綜合”或“大綜合”模式以后，造成化學(xué)教學(xué)課時變少，實驗課時被壓縮。因為數(shù)學(xué)教學(xué)課時的限制，有些班主任舍棄了個別課堂演示實驗，甚至一些必須由探究實驗得出推論的新課，也被簡單的“說過去”；有些班主任覺得“做好一個實驗不如講好一個實驗”，變化學(xué)實驗課為師生“紙上談兵”課。班主任在教學(xué)中對實驗這樣的處理，會在中學(xué)生中導(dǎo)致相同的認知，直接造成中學(xué)生重理論、輕實驗、輕探究，中學(xué)生以“背實驗”代替“做實驗”，其實驗技能必然得不到提升。君不見，因為實驗題在中考中的重要地位，好多中學(xué)生把化學(xué)考
9、綱列下來的11個實驗的實驗?zāi)康摹⒃?、步驟、注意事項、數(shù)據(jù)剖析處理等等內(nèi)容一遍遍備考、死記硬背，花在前面的精力不少，但療效卻不顯著。三、物理實驗教學(xué)的復(fù)習(xí)建議針對目前中學(xué)生實驗?zāi)芰Φ陌盐涨闆r和中考的變革趨勢，我提出以下的建議：1注重實驗基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生實驗基本操作能力化學(xué)實驗基本功是指實驗的基本理論、基本技巧和基本技能。實驗基本功的訓(xùn)練主要是在初一階段，班主任要充分注重課本的每一個演示實驗和分組實驗，學(xué)校化學(xué)教學(xué)大綱要求的分組實驗一定要做。一方面，班主任要重視演示實驗的規(guī)范性?；瘜W(xué)演示實驗本身就是技能的展示，具有很強的示范性，班主任演示時的一舉一動會成為中學(xué)生獨立操作時的根據(jù)。班主任做課堂演示實驗前
10、應(yīng)先多次演習(xí)，力求操作演示規(guī)范、熟練、完整，確保課堂上療效顯著，一次成功，使中學(xué)生信服。對較復(fù)雜的實驗，還可借助多媒體的仿真實驗作為輔助，逐漸展示真實實驗的動態(tài)過程。另一方面，在做分組實驗之前，班主任要求中學(xué)生必須對本次實驗原理、所用實驗器材、實驗步驟能清楚了解（其實中學(xué)生才能自己設(shè)計下來的更好），要求每位中學(xué)生都動手參與到實驗操作中，并如實記錄實驗的原始數(shù)據(jù)，等等。這種分組實驗對于訓(xùn)練中學(xué)生的實驗基本功、規(guī)范中學(xué)生的基本實驗操作具有重要作用比如通過“研究勻變速直線運動”這個分組實驗，訓(xùn)練了打點計時器的使用方式，知道了兩種打點計時器的工作原理和主要結(jié)構(gòu)，學(xué)會了通過打出的紙帶判定物體的運動狀態(tài)，以及怎樣求解速
11、度、加速度，會用有效數(shù)字抒發(fā)直接檢測的結(jié)果。中學(xué)生拿自己辛苦勞動以后得到幾條紙帶來剖析貨車的運動，能更形象具體的理解數(shù)學(xué)規(guī)律，極大的提升了中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心和興趣。條件容許的中學(xué)可以在課外開放實驗室，給中學(xué)生更多的時間和空間來動手做實驗。例如，中學(xué)生想做實驗了，就向老師遞交實驗申請書包括實驗的名稱、目的、原理、器材和預(yù)約的實驗時間，之后班主任從實驗的可行性、實驗室儀器的打算情況等方面考慮中學(xué)生的申請，給中學(xué)生安排具體的實驗時間和地點。而中學(xué)生則可通過查閱參考書、約請朋友或約討教師來指導(dǎo)等途徑認真做好每一個實驗，著力提升實驗?zāi)芰Α?設(shè)置實驗新情境，提升中學(xué)生的設(shè)計和完成實驗的能力綜觀近幾年的中考化學(xué)實驗，熱學(xué)和
12、電學(xué)既是考查的重點也是難點。主要特點是：熱學(xué)為主，熱學(xué)為輔，兼具其他；既重基礎(chǔ)，尤重遷移。例如測內(nèi)阻的實驗幾乎年年考，題目年年翻新，角度經(jīng)常變化。即使實驗的情境很新穎，但實驗試卷中涉及的基本知識和實驗技能的要求一直立足于課本實驗。例如2010年廣州文綜試題中，第34題第（2）小題，圍繞“利用電流表和內(nèi)阻箱測定干電瓶的電動勢和電阻”展開，這是中考考綱中明晰要求的實驗，不過提供的實驗儀器與教材上有所不同。題目中巧妙地引入了“電阻箱的讀數(shù)”、“電壓表和內(nèi)阻箱測內(nèi)阻”、“閉合電路歐姆定理”、“補充實驗步驟”、“連接實物電路圖”、“分析實驗偏差”等實驗技能和相關(guān)知識的考查，在一定程度上彰顯了三維課程培養(yǎng)
13、目標(biāo)中“知識與技能”、“過程與方式”的要求，對文綜模式下的化學(xué)實驗的教學(xué)和復(fù)習(xí)很有啟發(fā)作用。因而在備考時要重視教材上的實驗。班主任可以從教材中選定一些典型的實驗，在同一個實驗中設(shè)置新情境，引導(dǎo)中學(xué)生將早已學(xué)過的數(shù)學(xué)知識和實驗方式遷移到新情境中，按照實驗?zāi)康暮吞崽峁┑膬x器設(shè)備，開動腦筋設(shè)計方案進行實驗。既通過多種方案的設(shè)計、論證等思維活動，提升中學(xué)生的實驗設(shè)計能力，又通過實驗操作驗證設(shè)計得合理智，增強實驗操作能力。諸如“電阻的檢測”的備考可按以下方法進行，設(shè)置新情境，培養(yǎng)中學(xué)生的實驗設(shè)計能力。（1）備考伏安法測內(nèi)阻的實驗實驗器材：待測內(nèi)阻Rx（用內(nèi)阻箱，電阻為5），中學(xué)生電源、電壓表（阻值3V，電阻約3k
14、）、安培表（阻值06A，電阻約15）、滑動變阻器（最大電阻10）、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干因為內(nèi)阻箱是精密的儀器，不能長時間通電。要求中學(xué)生先設(shè)計出檢測電路圖，之后聯(lián)接電路檢測，最后通過檢測結(jié)果剖析安培表外接法和安培表內(nèi)接法適用的對象。大部份中學(xué)生習(xí)慣的采用滑動變阻器的限流接法，從檢測數(shù)據(jù)看，相比安培表內(nèi)接法，安培表外接法檢測下來的結(jié)果偏差更小。接出來把實驗器材做了調(diào)整：實驗器材：待測內(nèi)阻Rx（用內(nèi)阻箱，電阻為150），中學(xué)生電源、電壓表（阻值15V，電阻約15k）、安培表（阻值100mA，電阻約10）、滑動變阻器（最大電阻10）、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干中學(xué)生經(jīng)過簡單剖析，還是采用滑動變阻器的限流接法、安培
15、表外接法來檢測，并且在調(diào)節(jié)電流時覺得調(diào)不動了，有不少中學(xué)生有了疑惑。班主任可以適時強調(diào)，待測內(nèi)阻的電阻是滑動變阻器的最大電阻的15倍，滑動變阻器的限流作用不顯著了，提出用滑動變阻器的分壓接法來調(diào)節(jié)待測內(nèi)阻兩端的電流。班主任在這兒可以進行小結(jié)：對內(nèi)阻檢測的實驗電路中，通常先設(shè)計“測量阻值部份”的電路（包括待測內(nèi)阻、電壓表、電流表，彰顯檢測的思路），再設(shè)計“提供電源部份”的電路（包括電源、滑動變阻器、開關(guān)，提供電流和電壓）；從“測量阻值部份”來總結(jié)安培表的內(nèi)接法、外接法的理論根據(jù)以及使用條件；從“提供電源部份”來總結(jié)滑動變阻器的分壓、限流接法的理論根據(jù)以及使用條件。（2）重點訓(xùn)練“測量阻值部份”電路的設(shè)
16、計假如曉得水表的電阻，如何估算內(nèi)阻的真實值？怎樣使用伏安法檢測水表的電阻？假如沒有電壓表（或電壓表不合適），而有兩塊電流表（已知電阻）應(yīng)怎樣設(shè)計電路檢測內(nèi)阻？反之呢？假如只有電流表和一個內(nèi)阻箱，應(yīng)怎樣檢測內(nèi)阻？反之呢？你們曉得，化學(xué)是難學(xué)的，學(xué)習(xí)化學(xué)是辛苦的。而眼前那些中學(xué)生在討論、設(shè)計、完成實驗的過程中，既有思維的碰撞又有實驗的及時驗證，她們的學(xué)習(xí)是主動的、快樂的。同時中學(xué)生對伏安法、替代法、半偏法這種檢測方式有了一個切身感受，也明晰了怎樣設(shè)計一個檢測內(nèi)阻的電路。班主任在這兒可以進一步總結(jié)：熱學(xué)實驗無非就是在電流U、電流I、電阻R、電動勢E這幾個數(shù)學(xué)量的檢測上做文章而已，這是熱學(xué)實驗區(qū)別于熱學(xué)實驗
17、之處。今后我們可以用類似的方式處理類似的探究性實驗。3重視數(shù)學(xué)思想的總結(jié)高中物理實驗改進，提升中學(xué)生思維的開放性每一個實驗都有各自的設(shè)計思想，一個成功的實驗，其設(shè)計思想總包含著對已有知識的靈活運用和創(chuàng)造性構(gòu)思。引導(dǎo)中學(xué)生領(lǐng)會前人的實驗設(shè)計思想，是一條培養(yǎng)中學(xué)生具有設(shè)計實驗?zāi)芰Φ挠行緩?。例如，在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，為何要兩次把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置？在做“驗證牛頓第二定理”實驗時，為何要使長木板傾斜以平衡磨擦力？在做“驗證機械能守恒定理”實驗時，要驗證mv2=mgh,，為何要選第一、二點距離為2mm的紙帶？在做“驗證動量守恒定理”實驗時，被碰小球的質(zhì)量為何要大于入射小球的質(zhì)量？還記得“控
18、制變量法”嗎實際上所有的實驗都要在控制上下工夫，實驗的真諦就是“控制”。再看另外一些事例，在做“研究勻變速直線運動”實驗時，用打出的紙帶里面的點數(shù)來估算時間，用點與點之間的距離來估算速率和加速度，在熱學(xué)實驗中，電壓表用表針偏轉(zhuǎn)程度的大小來表示電壓的相對大小，歷史上卡文迪許使用扭秤研究萬有引力常量的時侯，因為引力特別之小，他先通過測定扭矩來測力，又通過石英絲的扭轉(zhuǎn)角度來測扭矩，再通過光點的聯(lián)通來測定石英絲的扭轉(zhuǎn)角度，這種就是“測量變換”。再例如人們熟知的守恒定理，像能量守恒定理、動量守恒定理、電荷守恒定律，它們的出現(xiàn)不是碰巧的，而是數(shù)學(xué)規(guī)律具有多種“對稱性”的必然結(jié)果。諸這么類，不多列出了?；瘜W(xué)
19、學(xué)除了是自然科學(xué)的基礎(chǔ)，也是人類文化的重要組成部份。在數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)展史上，人們聽到，實驗發(fā)覺和研究與理論探求是互補的，它們共同或交替的促使了數(shù)學(xué)學(xué)的進步。和楊振寧一起因發(fā)覺弱作用中宇稱不守恒而獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎的李政道院士，在1987年提出化學(xué)學(xué)家的兩個定理：沒有實驗家，理論家漸趨空泛；沒有理論家，實驗家趨向搖擺。我們相信，只要廣大化學(xué)班主任能取得這樣的共識，化學(xué)實驗教學(xué)弱化的趨勢必能得以扭轉(zhuǎn)，化學(xué)實驗必能發(fā)揮應(yīng)有的作用。【參考文獻】1李泰安、張軍朋，數(shù)學(xué)教學(xué)論（第二版）M，科學(xué)出版社，2009年第2版2梁旭，高中數(shù)學(xué)教學(xué)藝術(shù)研究M，四川學(xué)院出版社，2005年第1版3陳剛，新編數(shù)學(xué)教學(xué)論M，華南師范學(xué)院出版社，2006年第1版4王克強、潘玲珠，通用化學(xué)實驗M，東莞學(xué)院出版社，2005年第1版